燕山北部華北落葉松人工林、油松人工林碳匯成本1)

王 超 畢 君 支乾坤

(河北省林業科學研究院，石家莊，050061) (河北省木蘭圍場國有林場管理局)

隨著現代工業的發展，化石燃料大量的使用導致大氣中二氧化碳等溫室氣體濃度增加，溫室效應引起了全球性氣候變化。1997年《京都議定書》以法律的形式規定了工業化國家分階段的溫室氣體減少排放限額，2001年達成的《波恩政治協定》同意實施環境清潔發展機制(CDM)林業碳匯項目，旨在通過發達國家在發展中國家開展造林、營林活動，達到減低本國溫室氣體排放限額的目的［1］。隨著世界范圍內碳交易活動的日趨增多，森林碳匯的成本與價格成為碳匯經濟的重要內容。目前，世界范圍內的碳交易還是一個不完備的市場，森林碳匯的成本與交易價格也有待于深入研究;已有研究多關注碳匯交易成本［2］，而對生產成本的研究報道較少。在我國，由于地理、氣候復雜多變，森林類型多樣，森林生產力也千差萬別，決定了不同區域森林的碳匯量與成本有著較大的差異;同時，森林生產的長周期性和可提供多元化的物質產品和生態服務功能，更使森林碳匯成本復雜化。本次研究以河北省木蘭圍場林管局的華北落葉松(Larix principis)人工林、油松(Pinus tabulaeformis)人工林為案例，分別20 a和30 a入計期，采用重置成本法對森林碳匯生產成本進行了探討。

1 研究區概況

研究區設在河北省木蘭圍場林管局，位于河北省圍場滿族蒙古族自治縣境內，屬陰山、大興安嶺、燕山余脈的交匯地帶，為灤河上游地區，地理位置為北緯 41°35＇～42°40＇，東經116°32＇～117°14＇，海拔高度750 ～1 800 m。這一地區屬半干旱向半濕潤過渡、寒溫帶向中溫帶過渡、大陸性季風型山地氣候，無霜期67～128 d，年平均氣溫3.3℃，極端最高氣溫38.9℃，極端最低氣溫－42.9℃，年均降水量445 mm，主要集中在7—9月份。

2 研究材料

華北落葉松人工林在研究區多分布于海拔800～1 800 m山地的陰坡、半陰坡，以純林為主;林分郁閉度0.7～1.0，林下植被稀少，主要有披針葉苔草(Carex lanceolata)、土莊繡線菊(Spiraea pubescens)等，伴生有少量油松(Pinus tabulaeformis)、白樺(Betula platyphylla)等樹種;土壤以山地棕壤、灰色森林土、褐土為主。本次研究根據木蘭圍場國有林場管理局的林分資源特點，分別林齡、林木密度、土壤、坡向與坡位共調查樣地29塊，收集已有樣地資料18塊，林齡分布范圍7～50 a。

油松人工林多分布于研究區海拔800～1 300 m山地的半陰坡和半陽坡，以純林為主;林分郁閉度在0.6～1.0，林下植被稀少，以披針葉苔草(Carex lanceolata)為主，灌木稀少;土壤以山地棕壤、灰色森林土為主，兼有少量栗鈣土、風沙土。本次研究共調查樣地19塊，收集到本區已有樣地資料18塊，林齡7～48 a。

3 研究方法

3.1 林分固碳量評估

野外生物量調查采用標準地法。標準木通過每木檢尺與樹高測量，繪制樹高曲線選取平均標準木1株，實測各器官(干、枝、葉、根)生物量的鮮質量并取樣;所取生物量鮮樣在恒溫干燥箱內85℃烘干至絕對干質量，折算出林分生物量總干質量。建立林齡與林分生物量間的數學估測模型，計算不同時期兩種林分類型的生物量;植被含碳率按0.5計算，計算出單位面積林分的固碳量和固定CO2的量。

3.2 碳匯生產成本的核算

收集本區近3 a的落葉松和油松人工林造林、營林成本與有關生產定額，主要包括苗木價格、造林用工數和工價、撫育用工數和工價、森林病蟲害防治、護林防火等相關費用，綜合確定當前造林、營林及管護的單位面積成本。

由于林木經營的長周期性，重置成本法是幼齡林造林、營林成本核算的適宜辦法。該法以現時的工價和生產水平重新營造相類似林分的成本費用作為評估值。本次核算以年投資收益率(包括利息和純利潤)為6%，按復利分別計算20、30 a入計期的造林、營林成本折現值作為森林碳匯生產成本。計算公式如下:

式中:En為第n年的評估成本(元);Ci為第i年的以現行工價及生產水平為標準的生產成本(元);P為年投資收益率(%);n為總經營周期(a)。

4 結果與分析

4.1 林分生物量預測模型

以林齡(A)為自變量，林分生物量(W)為因變量，建立落葉松人工林、油松人工林的林分生物量估測模型:

落葉松人工林:

油松人工林:

模型(1)、(2)中:W為林分生物量(t/hm2);A為林齡(a);R為相關系數;F為均方比;k為樣本數。

擬合結果顯示林齡與林分生物量間呈負指數函數關系，模型(1)和模型(2)在0.05水平經F檢驗相關性顯著，可分別用于7～50年生華北落葉松人工林和7～48年生油松林林分生物量的估測。

4.2 林分固碳量

根據林分生物量估測模型(1)和模型(2)，植被含碳率采用0.5，分別計算兩種林分類型20、30 a入計期的固碳量和CO2固定量，結果見表1。表1的評估結果顯示，在30 a入計期內，華北落葉松林較油松林固碳能力高，這是由落葉松較油松具有的早期速生性所決定;兩種林分類型30 a入計期所固定CO2的量要高于20 a入計期，但落葉松林年均固定CO2的量基本一致，油松林30 a入計期的年均固定CO2的量要高于20 a入計期。

表1 落葉松人工林、油松人工林固碳量和CO2固定量

4.3 造林、營林成本核算

根據《木蘭林管局營林生產定額》核定的造林、營林成本標準及近3 a的生產成本平均水平統計，人工造林成本包括苗木費、整地、補植、幼樹撫育、管理費等。落葉松林、油松林采用2年生裸根苗造林，造林密度分別為4995株/hm2和3330株/hm2，日工資標準為75元/(人·d);幼齡林撫育主要包括修枝、割灌定株、透光伐等內容;森林保護包括森林病蟲害防治、森林防火及護林等。詳細造林、營林成本構成見表2。文中生產成本統計數據不包括土地成本、林場工作人員工資及林場運行的行政日常開支等內容。

表2 木蘭林管局落葉松林、油松林造林營林生產成本

4.4 碳匯生產成本核算

根據表2的生產成本統計數據，分別20、30 a入計期，采用重置成本法，核算期末的造林營林總成本的折現值，并計算對應的森林碳匯生產成本，見表3。

表3 落葉松林、油松林森林碳匯成本

表3的評估結果顯示:隨著入計期、生產成本折現值和CO2固定量的變化，森林碳匯成本也出現明顯變化;兩種林分類型固定CO2的單位生產成本30 a入計期要高于20 a入計期，其中以落葉松林20 a入計期為最低，油松林30 a入計期為最高，后者是前者的1.78倍。

5 結論與討論

研究表明，在30 a入計期內，華北落葉松林固定CO2單位成本為188～239元/t，油松人工林固定CO2單位成本為291～336元/t，同國內已有采用造林成本法所獲得的森林碳匯成本(251.4 ～305.0 元/t)［3－7］相比較接近。

近年來，國際上CO2交易成交價格多變動在10～15歐元/t，通常歐元與人民幣的匯率多接近10，按此計算為100～150元/t，則實際造林成本高于交易價格;目前國際碳匯成本主要是由其交易成本所決定的，交易過程中對生產成本的考慮較少，這符合當前森林碳匯屬于典型的買方壟斷市場［8］的特征。

以出售碳匯為目標的造林項目，30 a入計期時固定CO2的量要高于20 a入計期，但碳匯成本20 a入計期要低于30 a入計期，主要是由利率的影響所引起的。

本次所研究的林分，主要采用以獲取木材為主要目標的經營技術，但隨著碳匯林業經營技術的轉變，林分固碳量應比現有林分有所提高，其碳匯成本也會有所降低，因而，提高林分的碳密度，是未來森林碳匯研究的重要方向。

［1］畢君，馮小軍，姚章軍.京都協議下的森林碳匯(CDM造林、再造林)項目及其前景與對策［J］.河北林業科技，2005(5):35－36.

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